JP2016019423A - スイッチトリラクタンスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】走行状態に応じた運転を可能にすること。
【解決手段】複数のステータ歯１１に巻線１２がそれぞれ巻かれたステータ１０と、複数のロータ歯２１を放射状に備えるロータ２０と、巻線１２に対して相毎に電流を印加可能な駆動回路３０と、駆動回路３０の制御装置４０と、を備え、制御装置４０は、モータ駆動に伴う騒音及び振動よりもそれぞれ大きい騒音及び振動を発生させる車両走行状態の場合、駆動効率の高い電流波形と騒音及び振動の抑制が可能な電流波形の内、駆動効率の高い電流波形の電流を巻線１２に印加すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチトリラクタンスモータに関する。

従来、互いに対向し得る複数の突極を各々備えたステータ及びロータと、ステータの突極に巻き付けた巻線と、を有し、ステータとロータのそれぞれの突極間に発生させた磁気吸引力によってロータを回転運動させるスイッチトリラクタンスモータが知られている。このスイッチトリラクタンスモータについては、下記の特許文献１に開示されている。この特許文献１のスイッチトリラクタンスモータは、ステータのそれぞれの突極に第１コイル（巻線）と第２コイル（巻線）を巻き付け、その第１コイルと第２コイルの内の一方への供給電流（矩形波の電圧によるもの）のオン／オフに対して、他方への供給電流（矩形波の電圧によるもの）のオン／オフを任意の角度・時間だけ遅らせて、磁気吸引力を段階的に変化させる。つまり、このスイッチトリラクタンスモータは、磁気吸引力を段階的に変化させることによって、この磁気吸引力によって生じる衝撃の変化を段階的なものとし、騒音や振動を低減させる。

特開平０８−２０５５８１号公報

しかしながら、その特許文献１のスイッチトリラクタンスモータは、磁気吸引力を段階的に変化させるので、騒音や振動を低減させることができる一方で、効率の低下を招いてしまう。そして、スイッチトリラクタンスモータは、車両への搭載を考えると、その駆動状態と車両の走行状態との関わりの中で、まだまだ改善の余地がある。

そこで、本発明は、車両の走行状態に応じた運転が可能なスイッチトリラクタンスモータを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、本発明は、突極としての複数のステータ歯を放射状に備え、該複数のステータ歯に巻線がそれぞれ巻かれたステータと、突極としての複数のロータ歯を放射状に備えるロータと、それぞれの前記巻線に対して相毎に電流を印加可能な駆動回路と、前記駆動回路の制御装置と、を備え、前記制御装置は、モータ駆動に伴う騒音及び振動よりもそれぞれ大きい騒音及び振動を発生させる車両走行状態の場合、駆動効率の高い電流波形と騒音及び振動の抑制が可能な電流波形の内、駆動効率の高い電流波形の電流を前記巻線に印加することを特徴としている。

モータ駆動に伴う騒音及び振動よりもそれぞれ大きい騒音及び振動を発生させる車両走行状態の場合、モータ駆動に伴う騒音及び振動は、車両側で発生している騒音及び振動で掻き消される。このため、本発明に係るスイッチトリラクタンスモータは、その場合に駆動効率の高い電流波形の電流を巻線に印加することで、駆動効率が高くなるので、車両の動力性能を向上させることができる。

図１は、実施例及び変形例のスイッチトリラクタンスモータを示す図である。 図２は、ラジアル力とロータの変位との関係を示す図である。 図３は、ラジアル力と音圧との関係を示す図である。 図４は、ロータの回転角度に応じたラジアル力と回転力と効率について示す図である。 図５は、図４のＡ部の拡大図である。 図６は、領域毎の印加電圧と印加電流を示す図である。 図７は、ラジアル力の低減効果を説明する図である。 図８は、スイッチトリラクタンスモータの適用対象となるハイブリッド車両の一例を示す図である。 図９は、スイッチトリラクタンスモータの適用対象となるハイブリッド車両の一例を示す図である。 図１０は、スイッチトリラクタンスモータの適用対象となるハイブリッド車両の一例を示す図である。 図１１は、実施例の演算処理について説明するフローチャートである。 図１２は、変形例の演算処理について説明するフローチャートである。 図１３は、変形例の演算処理について説明するフローチャートである。

以下に、本発明に係るスイッチトリラクタンスモータの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施例］
本発明に係るスイッチトリラクタンスモータの実施例を図１から図１１に基づいて説明する。

本実施例のスイッチトリラクタンスモータ（以下、「ＳＲモータ」という。）１は、図１に示すように、ステータ１０と、ロータ２０と、駆動回路３０と、制御装置４０と、を備える。

ステータ１０は、環状の内周面に、突極としての複数のステータ歯１１を放射状に備えている。このステータ１０においては、径方向で対向させている一対のステータ歯１１を複数組備えている。ＳＲモータ１においては、その一対のステータ歯１１によって１つの相を成す。更に、それぞれのステータ歯１１は、集中して巻かれた巻線１２を有する。

ロータ２０は、そのステータ１０の径方向における内側に配置する。このロータ２０は、環状の外周面に、突極としての複数のロータ歯２１を放射状に備えている。このロータ２０においては、径方向で対向させている一対のロータ歯２１を複数組備えている。

図１では、６つのステータ歯１１と４つのロータ歯２１からなる３相式（一対のステータ歯１１ａと巻線１２ａによるＡ相、一対のステータ歯１１ｂと巻線１２ｂによるＢ相、一対のステータ歯１１ｃと巻線１２ｃによるＣ相）のものを例示している。ロータ２０は、一対のロータ歯２１ｘと一対のロータ歯２１ｙを備える。

このＳＲモータ１は、ある相の巻線１２に電流を印加してステータ歯１１を励磁させ、このステータ歯１１と当該ステータ歯１１の近くのロータ歯２１との間に磁気吸引力を発生させることで、ロータ２０に周方向のリラクタンストルクを発生させる。磁気吸引力は、ステータ歯１１とロータ歯２１とが径方向で対向しているが、完全に重なった位置になっていない場合、径方向と周方向の分力に分解できる。リラクタンストルクは、その周方向の分力によって発生する。一方、磁気吸引力は、ステータ歯１１とロータ歯２１とが径方向で対向して完全に重なった位置になっている場合、径方向のみに作用する。このため、このＳＲモータ１においては、そのステータ歯１１とロータ歯２１とが径方向で対向して完全に重なった位置になると、リラクタンストルクが無くなる。従って、このＳＲモータ１においては、この電流印加中の相の巻線１２に対する通電を止め、通電対象を別の相の巻線１２に切り替えて、この新たな相のステータ歯１１と近くのロータ歯２１との間に径方向と周方向の分力を持つ磁気吸引力を発生させる。このＳＲモータ１では、ステータ歯１１とロータ歯２１との位置関係に基づいて、その通電対象の切り替えを相毎に繰り返していくことで、ロータ２０を回転運動させる。尚、巻線１２への電流の印加に伴って励磁対象になっているステータ歯１１は、ロータ歯２１と径方向で対向して完全に重なった位置となったとき又は完全に重なる前後に、巻線１２への通電停止による非励磁対象となり、その後、次のロータ歯２１が所定の位置まで近づいてきたときに、再び励磁対象となる。

駆動回路３０は、それぞれの巻線１２に対して相毎に電流を印加することができる。この駆動回路３０は、各相とも２つのトランジスタと２つのダイオードで構成される。この駆動回路３０は、それぞれの相において、２つのトランジスタを同時にオン又はオフにすることで、巻線１２に流れる電流値を変更する。図１の例示のＡ相においては、トランジスタＴｒａ１，Ｔｒａ２とダイオードＤａ１，Ｄａ２を備える。Ｂ相においては、トランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２とダイオードＤｂ１，Ｄｂ２を備える。Ｃ相においては、トランジスタＴｒｃ１，Ｔｒｃ２とダイオードＤｃ１，Ｄｃ２を備える。

制御装置４０は、その駆動回路３０を制御するものである。この制御装置４０については、後で詳述する。

ところで、ＳＲモータ１については、従来から騒音と振動の抑制が主要な課題になっている。そして、このＳＲモータ１においては、磁気吸引力における径方向の分力（以下、「ラジアル力」という。）が騒音や振動の要因になっている。図２は、ＳＲモータ１の運転時におけるラジアル力とロータ２０の変位との関係を示した図である。ロータ２０の変位とは、ラジアル力によってロータ２０に生じる変位のことである。本図から解るように、ロータ２０の変位は、ラジアル力の増加と共に大きくなる。図３は、ＳＲモータ１の運転時におけるラジアル力（ロータ２０の変位）と音圧との関係を示した図である。本図から解るように、ＳＲモータ１の運転時の音圧は、ラジアル力（ロータ２０の変位）が大きくなるにつれて高くなっていく。このため、ＳＲモータ１は、ラジアル力（ロータ２０の変位）が大きくなることによって、騒音や振動が大きくなることが解る。つまり、ＳＲモータ１は、ロータ２０に変位を生じさせるラジアル力を低減させることによって、騒音や振動を低減させることができる。

ロータ２０の回転角度とステータ１０に生じているラジアル力との関係を見てみる。図４には、その関係を示している。そのラジアル力は、Ａ相のステータ歯１１ａの巻線１２ａに一定の電流を印加し続けているときの力である。本図では、４パターンの電流値を示している。尚、この図４には、その回転角度とロータ２０の回転力との関係、その回転角度とＳＲモータ１の効率（駆動効率）との関係についても、併せて示している。また、この図４の進行方向とは、ロータ２０（ロータ歯２１）の回転方向についての図示の便宜上の表現である。

図４の説明では、ロータ歯２１ｘとステータ歯１１ａとが径方向で完全に重なった後も当該ステータ歯１１ａの巻線１２ａに一定の電流を印加し続けている。このため、励磁状態にあるＡ相のステータ歯１１ａとロータ２０の回転によって当該ステータ歯１１ａに最も近づいてきているロータ歯２１ｙとの相対距離（以下、「第１相対距離」ともいう。）と、そのロータ歯２１ｙよりもロータ２０の回転方向で先行している１つ先のロータ歯２１ｘとステータ歯１１ａとの相対距離（以下、「第２相対距離」ともいう。）と、が一致するまでの間、磁気吸引力は、そのロータ歯２１ｘとステータ歯１１ａとの間に作用している。そして、第１相対距離と第２相対距離とが一致するまでの間においては、その磁気吸引力における周方向の力がロータ２０の回転方向とは逆向きに作用しているので、ロータ２０の回転方向とは逆向きの回転力がロータ２０に作用することになる。よって、この間は、負トルク領域となる。この負トルク領域においては、ＳＲモータ１の効率が低下するので、そのステータ歯１１ａの巻線１２ａに電流を印加しない方がよい。

第１相対距離が第２相対距離よりも短くなってから、ロータ歯２１ｙとステータ歯１１ａとが完全に一致するまでの間、磁気吸引力は、そのロータ歯２１ｙとステータ歯１１ａとの間に作用する。このロータ歯２１ｙとステータ歯１１ａとが完全に一致するまでの間においては、その磁気吸引力における周方向の力がロータ２０の回転方向と同じ方向に作用しているので、ロータ２０の回転方向と同じ向きの回転力がロータ２０に作用することになる。よって、この間は、正トルク領域となる。

その正トルク領域においては、ロータ歯２１ｘがステータ歯１１ａから離れて行くにつれて、ラジアル力が増大していく。更に、正トルク領域においては、ロータ２０の回転角度が同じ場合、電流値が高いほど、ラジアル力が大きい。この正トルク領域においては、ラジアル力の目標値を設定することで、ラジアル力の大きい領域（ラジアル力の大領域）とラジアル力の小さい領域（ラジアル力の小領域）とに分けることができる。その目標値とは、目標とする音圧（つまり目標とする振動と騒音）を実現させるラジアル力のことである。ラジアル力の大領域においては、ロータ２０の回転と共にラジアル力が増加していく。尚、その大領域と小領域の境界は、説明の便宜上示した一例である。また、正トルク領域においては、ＳＲモータ１の効率が高い。図５は、その高効率領域を更に細かく見た図である。

このＳＲモータ１は、駆動効率の高い電流波形の電流を巻線１２に印加する第１電流波形モードと、騒音及び振動の抑制が可能な電流波形の電流を巻線１２に印加する第２電流波形モードと、を備える。

第１電流波形モードは、駆動効率が第２電流波形モードよりも高いが、騒音及び振動の抑制効果が第２電流波形モードよりも低いモードである。この第１電流波形モードの電流波形とは、巻線１２に対する１周期（通電を開始してから通電を止め、再び通電を開始するまでの間隔）分の電流の印加を１つの矩形波の電流によって実施する従来のものである。よって、この第１電流波形モードの電流波形は、電流の立ち上げ領域と、電流の立ち下げ領域と、その各領域間の通電領域と、を有する。

電流の立ち上げ領域は、非励磁対象の相のステータ歯１１とロータ２０の回転によって当該非励磁対象のステータ歯１１に最も近づいてきているロータ歯２１との相対距離（第１相対距離）と、そのロータ歯２１よりもロータ２０の回転方向で先行している１つ先のロータ歯２１と非励磁対象のステータ歯１１との相対距離（第２相対距離）と、が一致したときから始まる。よって、制御装置４０は、第１電流波形モードを選択した場合、その第１相対距離が第２相対距離以下となったときに、電流の立ち上げ領域になったと判断して、直ぐに又はその立ち上げ領域内で、その非励磁対象のステータ歯１１の巻線１２に対する電流の立ち上げを開始する。

電流の立ち下げ領域は、例えば、励磁対象のステータ歯１１に対してロータ歯２１が径方向で完全に重なったとき又はその直前から始まる。よって、制御装置４０は、そのステータ歯１１とロータ歯２１とが径方向で完全に重なったとき又はその直前に、電流の立ち下げ領域になったと判断して、その励磁対象のステータ歯１１の巻線１２に対する電流の立ち下げを開始する。

一方、第２電流波形モードは、騒音及び振動の抑制効果が第１電流波形モードよりも高いが、駆動効率が第１電流波形モードよりも低いモードである。この第２電流波形モードの電流波形についても、電流の立ち上げ領域と、電流の立ち下げ領域と、その各領域間の通電領域と、を有する。図６には、この第２電流波形モードの印加電圧と印加電流を示している。上図は、ロータ２０の回転角度に応じた印加電圧の図である。下図は、ロータ２０の回転角度に応じた印加電流の図である。図６においては、従来（第１電流波形モード）の印加電圧と印加電流についても破線で図示している。

電流の立ち上げ領域は、第１電流波形モードにおける電流の立ち上げ領域と同じタイミングで始まる。よって、制御装置４０は、第２電流波形モードを選択した場合、第１相対距離が第２相対距離以下となったときに、非励磁対象のステータ歯１１の巻線１２に対する電流の立ち上げを開始する。その電流値は、ラジアル力が目標値以下となる大きさにする。

ロータ歯２１は、励磁対象に切り替えられたステータ歯１１との相対距離を縮めつつ、電流の立ち上げ領域から、高効率で、かつ、ラジアル力の小さい領域へと移る。制御装置４０は、第２電流波形モードを選択した場合、その高効率で、かつ、ラジアル力の小さい領域となったときに、非励磁対象から励磁対象に切り替わったステータ歯１１の巻線１２に対して、電流の立ち上げ領域と同等の電流の立ち上がりを継続しながら又は当該立ち上げ領域より電流の立ち上がりを抑えながらも大きな電流値を印加する。その電流値は、ラジアル力が目標値以下となる大きさにする。

そのロータ歯２１は、その励磁対象のステータ歯１１との相対距離を縮めつつ、高効率で、かつ、ラジアル力の小さい領域から、高効率で、かつ、ラジアル力の大きい領域に移る。制御装置４０は、第２電流波形モードを選択した場合、その高効率で、かつ、ラジアル力の大きい領域となったときに、励磁対象のステータ歯１１の巻線１２に対して、電流の立ち下げを開始する。その電流値は、ラジアル力が目標値以下となる大きさにする。

この第２電流波形モードの電流波形は、図６に示すように、電流の立ち上げ領域から、高効率で、かつ、ラジアル力の小さい領域までの間、第１電流波形モードの電流値よりも高くし、高効率で、かつ、ラジアル力の大きい領域において、第１電流波形モードの電流値よりも低くする。これにより、このＳＲモータ１においては、図７に示すように、第１電流波形モードよりもラジアル力を低減させることができる。よって、この第２電流波形モードは、駆動効率を確保しつつ、第１電流波形モードよりも騒音及び振動を低く抑えることができる。

このように構成したＳＲモータ１は、例えば、エンジンＥＮＧと共に図８から図１０に示すハイブリッド車両１０１，１０２，１０３の駆動源として利用することができる。ハイブリッド車両１０１は、エンジンＥＮＧと、第１回転機ＭＧ１と、第２回転機ＭＧ２と、エンジンＥＮＧと第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２のそれぞれの回転軸が接続された遊星歯車装置１１１と、を備えたものである。このハイブリッド車両１０１においては、第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２の内の少なくとも一方にＳＲモータ１を用いる。ハイブリッド車両１０２は、そのハイブリッド車両１０１において、従動輪に第３回転機ＭＧ３を繋げたものである。このハイブリッド車両１０２においては、第１回転機ＭＧ１と第２回転機ＭＧ２と第３回転機ＭＧ３の内の少なくとも一方にＳＲモータ１を用いる。ハイブリッド車両１０３は、エンジンＥＮＧと、回転機ＭＧと、エンジンＥＮＧと回転機ＭＧとの間に介在させたクラッチ１１２と、を備えたものである。

ここで、エンジンＥＮＧの運転中（特に車両走行時の運転中）は、騒音及び振動がそれぞれＳＲモータ１の駆動に伴う騒音及び振動よりも大きくなっている可能性がある。このため、エンジンＥＮＧの運転中は、ＳＲモータ１の駆動音がエンジン音で掻き消されたり、車体に伝わるＳＲモータ１の振動がエンジンＥＮＧの振動で掻き消されたりする。従って、制御装置４０は、エンジンＥＮＧが運転中であり、ＳＲモータ１の駆動に伴う騒音及び振動よりもそれぞれ大きい騒音及び振動を発生させる車両走行状態の場合、騒音や振動を抑制するよりも駆動効率を重視した第１電流波形モードを選択する。つまり、制御装置４０は、そのような車両走行状態の場合、駆動効率の高い電流波形と騒音及び振動の抑制が可能な電流波形の内、駆動効率の高い電流波形の電流を巻線１２に印加する。これにより、その際には、ＳＲモータ１の駆動効率を向上させることができる。従って、ハイブリッド車両１０１，１０２，１０３においては、動力性能を向上させることができる。

これに対して、エンジンＥＮＧの停止中は、駆動効率よりも騒音や振動の抑制を重視した第２電流波形モードを選択することが望ましい。しかし、エンジンＥＮＧの停止中でも、運転者が例えば加速要求等によって大きな要求車両駆動トルクの出力を求めている場合、ＳＲモータ１は、騒音や振動を抑制するよりも駆動効率を高めた方がよい。

そこで、制御装置４０は、エンジンＥＮＧが停止中であり、ＳＲモータ１の駆動に伴う騒音及び振動をそれぞれ下回る騒音及び振動を発生させる車両走行状態の場合でも、所定トルク以上の要求車両駆動トルク（ＳＲモータ１の出力トルクのみによるもの）の出力を運転者が求めているならば、騒音や振動を抑制するよりも駆動効率を重視した第１電流波形モードを選択し、駆動効率の高い電流波形の電流を巻線１２に印加する。これにより、その際には、ＳＲモータ１の駆動効率を向上させることができる。従って、このハイブリッド車両１０１，１０２，１０３においては、動力性能を向上させることができ、かつ、ドライバビリティ（例えば加速サウンド効果）を向上させることができる。

一方、制御装置４０は、エンジンＥＮＧが停止中であり、ＳＲモータ１の駆動に伴う騒音及び振動をそれぞれ下回る騒音及び振動を発生させる車両走行状態の場合に、所定トルク以上の要求車両駆動トルク（ＳＲモータ１の出力トルクのみによるもの）の出力を運転者が求めていなければ、駆動効率よりも騒音や振動の抑制を重視した第２電流波形モードを選択し、騒音及び振動の抑制が可能な電流波形の電流を巻線１２に印加する。これにより、その際には、ＳＲモータ１の駆動に伴う騒音や振動を低く抑えることができる。従って、このハイブリッド車両１０１，１０２，１０３においては、ドライバビリティ（騒音や振動の抑制効果）を向上させることができる。

図１１は、ハイブリッド車両１０１，１０２，１０３に搭載されたＳＲモータ１の演算処理について説明するフローチャートである。

制御装置４０は、演算処理に必要な様々な情報を取得する（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）。

ステップＳＴ１では、回転数センサ５１の検出信号に基づいてロータ２０の回転数の情報を取得する。その回転数センサ５１とは、ロータ２０の回転数を検出するためのレゾルバ等である。

ステップＳＴ２では、このＳＲモータ１に対する目標出力トルクの指令値等に基づいて、その目標出力トルクの情報を取得する。その目標出力トルクは、上記の要求車両駆動トルクに応じて算出される。この目標出力トルクは、エンジン運転中のものとエンジン停止時のものとが算出される。

ステップＳＴ３では、電流検出装置５２の検出信号に基づいて、実際の電流値を相毎に取得する。その電流検出装置５２は、相毎の巻線１２に対する実際の電流値を検出することができる電流センサを備えている。

制御装置４０は、エンジンが運転中か否かを判定する（ステップＳＴ４）。

制御装置４０は、エンジンが運転中の場合、第１電流波形モードを選択し、この第１電流波形モードの電流波形が示された第１マップから当該電流波形の指令条件（電流指令値、電流指令値の区間情報）を読み込む（ステップＳＴ５）。

一方、制御装置４０は、エンジンが停止中の場合、ＳＲモータ１の目標出力トルクが所定トルク以上であるのか否かを判定する（ステップＳＴ６）。

制御装置４０は、目標出力トルクが所定トルク以上の場合、ステップＳＴ５に進む。

制御装置４０は、目標出力トルクが所定トルクよりも小さい場合、第２電流波形モードを選択し、この第２電流波形モードの電流波形が示された第２マップから当該電流波形の指令条件を読み込む（ステップＳＴ７）。

制御装置４０は、その何れかの指令条件の読み込み後、この指令条件に応じて演算処理を行う。その演算処理は、相毎の取得情報に基づいて相毎に実施する。

制御装置４０は、指令条件における電流指令値の区間情報に基づいて、現在の区間が第１区間であるのか否かを判定する（ステップＳＴ８）。第１区間は、電流指令値が０になっていない区間であり、電流の立ち上げ領域と、他の領域（第２電流波形モードの場合、高効率で、かつ、ラジアル力の小さい領域）と、が設定されている。

制御装置４０は、第１区間であると判定した場合、この第１区間が電流の立ち上げ領域であるのか否かを判定する（ステップＳＴ９）。

制御装置４０は、電流の立ち上げ領域であると判定した場合、この相の実際の電流値が第１閾値よりも小さいのか否かを判定する（ステップＳＴ１０）。その第１閾値は、例えば、電流の立ち上げ領域における立ち上げ後の電流指令値に設定する。

制御装置４０は、実際の電流値が第１閾値よりも小さいと判定した場合、駆動回路３０における当該相の回路を正電圧モードに制御し、この相の巻線１２に正電圧を印加する（ステップＳＴ１１）。これにより、その巻線１２に対する電流の立ち上げが始まる。

これに対して、制御装置４０は、実際の電流値が第１閾値以上になっていると判定した場合、駆動回路３０における当該相の回路を還流モードに制御し、この相の巻線１２に対して電圧を印加せずに、この巻線１２を介して当該回路内で電流を還流させる（ステップＳＴ１２）。これにより、その巻線１２を流れる実際の電流値が低下する。

また、制御装置４０は、ステップＳＴ９で電流の立ち上げ領域ではないと判定した場合、この相の実際の電流値が第２閾値よりも大きいのか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。電流の立ち上げ領域ではない場合とは、第１電流波形モードが選択されていれば、通電領域であり、第２電流波形モードが選択されていれば、高効率で、かつ、ラジアル力の小さい領域である。その第２閾値は、例えば、その領域における電流指令値に基づいて設定する。

制御装置４０は、実際の電流値が第２閾値よりも大きいと判定した場合、還流モードを選択し、この相の巻線１２に対して電圧を印加せずに、この巻線１２を介して当該相の回路内で電流を還流させる（ステップＳＴ１４）。これにより、その巻線１２を流れる実際の電流値が低下する。

これに対して、制御装置４０は、実際の電流値が第２閾値以下になっていると判定した場合、正電圧モードを選択し、この相の巻線１２に正電圧を印加する（ステップＳＴ１５）。これにより、その巻線１２に対する電流が増加する。実際の電流値は、この領域の電流指令値となるように又は当該電流指令値に近づけるように制御することが望ましい。

また、制御装置４０は、ステップＳＴ８で現在の区間が第１区間ではない（つまり、第２区間である）と判定した場合、電流の立ち下げ対象になっている当該相におけるステータ歯１１の巻線１２の実際の電流値が第３閾値よりも大きいのか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。第２区間は、電流の立ち下げ領域（第２電流波形モードの場合、高効率で、かつ、ラジアル力の大きい領域）が設定されている区間である。第３閾値は、例えば、第２区間における電流指令値に基づいて設定しておく。

制御装置４０は、第２区間であるにも拘わらず、実際の電流値が第３閾値よりも大きいと判定した場合、駆動回路３０における当該相の回路を負電圧モードに制御し、この相の巻線１２に負電圧を印加する（ステップＳＴ１７）。これにより、この制御対象の相においては、実際の電流値を急激に低下させることができるので、急速な電流の立ち下げが可能になる。

これに対して、制御装置４０は、実際の電流値が第３閾値以下であると判定した場合、負電圧モードを選択せずとも十分に電流の立ち下げが可能なので、還流モードを選択し、この相の巻線１２に対して電圧を印加せずに、この巻線１２を介して駆動回路３０における当該巻線１２に関わる相の回路内で電流を還流させる（ステップＳＴ１８）。これにより、この制御対象の相においては、電流が立ち下がる。

以上示したように、本実施例のＳＲモータ１は、車両の走行中の騒音条件や振動条件等に応じて電流波形のモードを適宜切り替えることができるので、ハイブリッド車両１０１，１０２，１０３の走行状態に応じた高効率運転や騒音及び振動の抑制運転が可能になる。

［変形例］
前述した実施例のＳＲモータ１においては、騒音及び振動を発生させる車両走行状態について、エンジンＥＮＧが運転中であるのか否かに基づき判断している。本変形例は、その実施例のＳＲモータ１において、騒音及び振動を発生させる車両走行状態についての判断を車速に基づき実施するよう変更したものである。

図１２は、ハイブリッド車両１０１，１０２，１０３に搭載されたＳＲモータ１に関しての本変形例の演算処理について説明するフローチャートである。尚、本図において、実施例の図１１と同じ「ＳＴ〜」を付したステップについては、この図１１のステップと同じ演算処理を行う。このため、以下の説明では、実施例と同じ演算処理の説明を省略する。

本変形例の制御装置４０は、演算処理に必要な様々な情報を取得した後、車速が所定車速以上になっているのか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。

制御装置４０は、車速が所定車速以上の場合、第１電流波形モードを選択し、この第１電流波形モードの電流波形が示された第１マップから当該電流波形の指令条件を読み込む（ステップＳＴ２２）。これに対して、制御装置４０は、車速が所定車速よりも低い場合、第２電流波形モードを選択し、この第２電流波形モードの電流波形が示された第２マップから当該電流波形の指令条件を読み込む（ステップＳＴ２３）。所定車速には、例えば、ＳＲモータ１の駆動に伴う騒音及び振動よりも騒音及び振動が大きくなっている車速の内の低速側の車速を設定する。

走行中の騒音及び振動の原因としては、走行中のロードノイズが考えられる。このため、本変形例では、図１３のフローチャートで示すように、車速をロードノイズに置き換えて判定してもよい。その図１３は、ハイブリッド車両１０１，１０２，１０３に搭載されたＳＲモータ１に関しての本変形例の演算処理について説明するフローチャートである。尚、本図において、実施例の図１１と同じ「ＳＴ〜」を付したステップについては、この図１１のステップと同じ演算処理を行う。このため、以下の説明では、実施例と同じ演算処理の説明を省略する。

本変形例の制御装置４０は、演算処理に必要な様々な情報を取得した後、ロードノイズの指標値が所定値以上になっているのか否かを判定する（ステップＳＴ３１）。

制御装置４０は、ロードノイズの指標値が所定値以上の場合、第１電流波形モードを選択し、この第１電流波形モードの電流波形が示された第１マップから当該電流波形の指令条件を読み込む（ステップＳＴ３２）。これに対して、制御装置４０は、ロードノイズの指標値が所定値よりも小さい場合、第２電流波形モードを選択し、この第２電流波形モードの電流波形が示された第２マップから当該電流波形の指令条件を読み込む（ステップＳＴ３３）。所定値は、上記の所定車速におけるロードノイズの指標値を設定する。

以上示したように、本変形例のＳＲモータ１は、車速が所定車速以上の場合又はロードノイズの指標値が所定値以上の場合、ＳＲモータ１の駆動に伴う騒音及び振動よりもそれぞれ大きい騒音及び振動を発生させる車両走行状態になっているので、駆動効率の高い電流波形と騒音及び振動の抑制が可能な電流波形の内、駆動効率の高い電流波形の電流を巻線１２に印加する。これにより、ＳＲモータ１の駆動効率を向上させることができるので、ハイブリッド車両１０１，１０２，１０３においては、動力性能を向上させることができる。更に、このハイブリッド車両１０１，１０２，１０３においてはドライバビリティ（例えば加速サウンド効果）を向上させることができる。

また、本変形例のＳＲモータ１は、車速が所定車速よりも低い場合又はロードノイズの指標値が所定値よりも小さい場合、ＳＲモータ１の駆動に伴う騒音及び振動をそれぞれ下回る騒音及び振動を発生させる車両走行状態になっているので、駆動効率の高い電流波形と騒音及び振動の抑制が可能な電流波形の内、騒音及び振動の抑制が可能な電流波形の電流を巻線１２に印加する。これにより、ＳＲモータ１の駆動に伴う騒音や振動を低く抑えることができるので、このハイブリッド車両１０１，１０２，１０３においては、ドライバビリティ（騒音や振動の抑制効果）を向上させることができる。

尚、制御装置４０は、車速が所定車速よりも低い場合又はロードノイズの指標値が所定値よりも小さい場合、実施例と同じように、目標出力トルクと所定トルクとを比較して、目標出力トルクが所定トルク以上のときに第１電流波形モードを選択し、目標出力トルクが所定トルクよりも小さいときに第２電流波形モードを選択してもよい。これに依れば、ハイブリッド車両１０１，１０２，１０３は、目標出力トルクが所定トルク以上になる運転者の加速要求等に応えることができる。

ここで、本変形例では、実施例と同じようにハイブリッド車両１０１，１０２，１０３を例に挙げた。しかし、本変形例のＳＲモータ１は、回転機のみを駆動源とする電気自動車や燃料電池車等にも適用可能であり、そのハイブリッド車両１０１，１０２，１０３のときと同様の効果を得ることができる。

１ スイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）
１０ ステータ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ ステータ歯
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 巻線
２０ ロータ
２１，２１ｘ，２１ｙ ロータ歯
３０ 駆動回路
４０ 制御装置
５１ 回転数センサ
５２ 電流検出装置

Claims (1)

1. 突極としての複数のステータ歯を放射状に備え、該複数のステータ歯に巻線がそれぞれ巻かれたステータと、
   突極としての複数のロータ歯を放射状に備えるロータと、
   それぞれの前記巻線に対して相毎に電流を印加可能な駆動回路と、
   前記駆動回路の制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、モータ駆動に伴う騒音及び振動よりもそれぞれ大きい騒音及び振動を発生させる車両走行状態の場合、駆動効率の高い電流波形と騒音及び振動の抑制が可能な電流波形の内、駆動効率の高い電流波形の電流を前記巻線に印加することを特徴としたスイッチトリラクタンスモータ。

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